Система весового порционного дозирования Советский патент 1987 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано в системах автоматического управления порционным дозированием, например, компонентов шихты доменного процесса.

Целью изобретения является уменьшение времени и повышение точности управления разгрузкой весового бункера.

На чертеже представлена блок-схема системы порционного дозирования.

Система содержит весовой бункер 1 с силоизмерительными датчиками 2, разгружающее устройство 3, в состав которого входят привод затвора и затвор с контактами, привод вибратора и вибратор (на схеме элементы внутренней структуры разгружающего устройства 3 не показаны). Система также содержит блок 4 управления дозированием, диагностический блок 5 и блок 6 управления разгружающим устройством 3. Блок 4 управления дозированием содержит задатчик 7 нулевой массы и нуль-орган 8. Диагностический блок 5 содержит блок 9 дифференцирования, задатчик 10 расхода материала, компаратор 11, первый элемент НЕ 12, первый элемент И 13, второй: элемент НЕ 14, третий элемент НЕ 15 и второй элемент И 16, причем первый и второй входы нуль-органа 8 соединены с выходами соответственно задатчика 7 нулевой массы и датчика 2 расхода материала, второй вход нуль-органа 8 является входом блока 4 управления дозированием, выход датчика 2 расход метериала соединен также с первым входом диагностического блока 5. Вхо силоизмерительного датчика 2 расхода материала соединен с первым выходом блока 6 управления разгружающим устройством 3.

Выход нуль-органа 8 является выходом блока 4 управления дозированием и соединен с вторым входом диагностического блока 5 и первым входом блока 6 управления разгружающим устройством 3, второй, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым, вторым третьим выходами диагностического блока 5 и выходом (нормально-разомкнутым контактом открытого затвора - на схеме не показан) разгружающего устройства 3. Второй, третий и чет0

вертый выходы блока 6 управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами разгружающего устройства 3, т.е. с приводом затвора по первому и второму входам устройства 3 и с приводом вибратора по третьему его входу.

В диагностическом блоке 5 первый и второй входы компаратора 11 соединены с выходами соответственно блока 9 дифференцирования и задатчика 10 расхода материала, вход блока 9 дифференцирования является первым входом 5 диагностического блока 5, выход компаратора 11 через первый элемент НЕ 12 соединен с первым входом первого элемента И 13, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ 14, вход второго элемента НЕ 14 является вторым входом диагностического блока 5, выход первого элемента И 13 через третий элемент НЕ 15 соединен с первым входом второго элемента И 16, второй вход второго элемента И 16 соединен с выходом второго элемента НЕ 14, выход первого элемента НЕ 12, выход второго элемента И 16 и в)1ход третьего элемента НЕ 15 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами диагностического блока 5.

Блок 6 управления разгружающим устройством 3 содержит элемент ИЛИ 17. четвертый элемент НЕ 18, третий элемент И 19, задатчик 20 положения затвора, первый ключ 21, коммутатор 22, четвертый и пятый элементы И 23, 24, второй ключ 25, инвертор 26, блок 27

0

Ь

0

5

40

памяти, реле 28 времени и пятый элемент НЕ 29. Вход четвертого элемента НЕ 18 и первый вход пятого элемента И 24 являются первым входом данного блока 6. Первый и второй входы эле45 мента ИЛИ 17, являются соответственно вторым и третьим входами блока 6. Выход элемента ИЛИ 17, выход четвертого элемента НЕ 18 и выход коммутатора 22 соединены соответственно с

5Q первым,, вторым и третьим входами

третьего элемента И 19. Выход задатчика 20 положения затвора и выход третьего элемента И 19 соединены .соответственно с первым и вторым

.gg входами первого ключа 21. Выход коммутатора 22 и выход пятого- элемента НЕ 29 соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента И 23. Выход четвертого элемен- 31357436

та.И 23 и выход первого ключа 21 являются соответственно первым и вторым выходами данного блока 6, соединенными соответственно с силоиз- мерительным датчиком 2 и с первым входом устройства 3, т.е. с приводом затвора, входящего в состав устройства 3.

Выход коммутатора 22 соединен с вторым входом пятого элемента И 24, выход задатчика 20 положения затвора и выход пятого элемента И 24 соединены соответственно с первым и вторым входами второго ключа 25, выход которого соединен с инвертором 26, Первый вход блока 27 памяти явпяется четвертым входом блока 6 управления, выход блока 27 через реле 28 времени соединен с входом пятого элемента

печит разгрузку материала через выпускное отверстие бункера 1. Одновре менно при открывании затвора замкнет ся его контакт (не показан), и с выхода устройства 3 на третий вход чет вертого элемента И 23 поступит сигнал. Элемент И 23 срабатывает, так как два других его входа также находятся под единичным потенциалом соответственно от коммутатора 22 и пятого элемента НЕ 29 (компаратор 11 и нуль-орган 8 не сработали, на выходе третьего элемента НЕ 15 - нулевой потенциал, контакты-реле 28 5 разомкнуты), и силоизмерительный

датчик 2 включается в работу (первый выход блока 6 управления).

На вход блока 4 управления дозиW

рованием, т.е. на второй вход нуль- НЕ 29, выход которого соединен с вто-20 органа 8, так же, как и на вход бло- рым входом (входом сброса) блока 27 ка 9 дифференцирования диагностичес- памяти. Третий вход четвертого элемента И 23 является пятым входом блока 6, т.е. соединен с выходом (кон25

тактом затвора) устройства 3. Выход инвертора 26 и выход реле 28 времени являются соответственно третьим

и четвертым выходами блока 6 управления и соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства 3, т.е. с приводом затвора и приводом вибратора.

Устройство весового порционного дозирования работает следующим образом.

После заполнения весового бункера 1 по определенной программе оператор через коммутатор 22 коммутирует входы третьего, четвертого и пятого эле30

кого блока 5, начинает поступать мгновенное значение дозы в бункере 1, Это значение сравнивается со значением нулевой массы, поступающим на другой вход нуль-органа 8 с выхода задатчика 7 нулевой массы. С выхода блока 9 сигнал, пропорциональный величине расхода материала, поступает на первый вход компаратора 11 диагностического блока 5. Этот сигнал сравнивается с сигналом задатчика 1р. расхода, на котором задается величина расхода, определяющего начальный 35 момент зависания (кострения) материала в весовом бункере 1.

Если процесс разгрузки идет нормально, т.е. без зависания (кострения) материала, то с выхода нульментов И 19, 23, 24. Два других (пер- органа 8 (равенства значений на его вый и второй) входа третьего .элемен- входах нет, т.е. в бункере есть материал) на вход элемента НЕ 14 и на вход элемента НЕ 18, а также с выхода компаратора 11 на вход элемента НЕ 12 проходят логические О. Тогда с выхода элемента НЕ 12 на первые входы соответственно элемента И 13, и элемента ИЛИ 17 так же, как и на второй вход элемента И 13 с выхода

та И 19 находятся под единичным потенциалом соответственно с. выхода элемента ИЛИ 17 (компаратор 11 не сработал, так как нет равенства сигналов на его входах, и на выходе элемента НЕ 12 соответственно логическая 1) и выхода четвертого элемента НЕ 18 (на выходе нуль-органа 8,

50

так как датчик 2 не включен пока в работу при неравенстве его входных сигналов, -логический О).

Срабатывание третьего элемента И 19 обеспечит прохождение к приводу затвора (второй выход блока 6) через первый ключ 21 величины угла его открытия с выхода задатчика 20 положения затвора устройства 3, что обеспечит разгрузку материала через выпускное отверстие бункера 1. Одновременно при открывании затвора замкнется его контакт (не показан), и с выхода устройства 3 на третий вход четвертого элемента И 23 поступит сигнал. Элемент И 23 срабатывает, так как два других его входа также находятся под единичным потенциалом соответственно от коммутатора 22 и пятого элемента НЕ 29 (компаратор 11 и нуль-орган 8 не сработали, на выходе третьего элемента НЕ 15 - нулевой потенциал, контакты-реле 28 разомкнуты), и силоизмерительный

датчик 2 включается в работу (первый выход блока 6 управления).

На вход блока 4 управления дози

рованием, т.е. на второй вход нуль- 0 органа 8, так же, как и на вход бло- ка 9 дифференцирования диагностичес-

5

0

кого блока 5, начинает поступать мгновенное значение дозы в бункере 1, Это значение сравнивается со значением нулевой массы, поступающим на другой вход нуль-органа 8 с выхода задатчика 7 нулевой массы. С выхода блока 9 сигнал, пропорциональный величине расхода материала, поступает на первый вход компаратора 11 диагностического блока 5. Этот сигнал сравнивается с сигналом задатчика 1р. расхода, на котором задается величина расхода, определяющего начальный 5 момент зависания (кострения) материала в весовом бункере 1.

Если процесс разгрузки идет нормально, т.е. без зависания (кострения) материала, то с выхода нуль органа 8 (равенства значений на его входах нет, т.е. в бункере есть материал) на вход элемента НЕ 14 и на вход элемента НЕ 18, а также с выхода компаратора 11 на вход элемента НЕ 12 проходят логические О. Тогда с выхода элемента НЕ 12 на первые входы соответственно элемента И 13, и элемента ИЛИ 17 так же, как и на второй вход элемента И 13 с выхода

органа 8 (равенства значений на его входах нет, т.е. в бункере есть материал) на вход элемента НЕ 14 и на вход элемента НЕ 18, а также с выхода компаратора 11 на вход элемента НЕ 12 проходят логические О. Тогда с выхода элемента НЕ 12 на первые входы соответственно элемента И 13, и элемента ИЛИ 17 так же, как и на второй вход элемента И 13 с выхода

элемента НЕ 14 и на вход элемента И 19 с вьпсода элемента НЕ 18 снимаются логические 1. Работа устройства в этом случае осуществляется по цепочкам блоков 17-21, 22, 23, В случае появления в процессе разгрузки материала его зависания (кострения) в бункере 1 срабатывает компаратор 11 (равенство значений

на его входах), на выходах элемента НЕ12 и элемента И 13 появляется О, а на выходе элемента НЕ 15 - логическая 1. Выходной единичный сигнал элемента НЕ 15 запоминается блоком 27 памяти на время продолжительности процесса ликвидации кострения материала в бункере 1, т.е. на время функционирования реле 28, включающего вибратор по третьему входу разгружающего устройства 3. Включение вибратора (не показан) создает вибрационные нагрузки через бункер на материал.. Это изменяет его пористость и внутренние напряжения, что обеспечивает Нарушение сводообразования и, следовательно, непрерывное истечение Проверка такого способа на промьшшен ных бункерах в условиях непрерывной длительной эксплуатации показала положительные результаты.

Логическая 1 с выхода элемента НЕ 15 поступает также на вход элемента И 16, на другом входе которого также присутствует 1 с выхода элемента НЕ 14 (в бункере есть материал и на выходе нуль-органа 8 по-прежнему нулевой сигнал). Срабатывание элемента И 16 вызовет появление единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 1 7 что обеспечит функционирование цепочки блоков 17-21 по описанному принципу для удержания затвора во время процесса ликвидации кострения материала в бункере в открытом положении Во время работы вибратора на выходе элемента НЕ 29 присутствует нулевой потенциал, поступающий на второй вход элемента И 23, приводя к появлению и на его выходе нулевого сигнала, выключающего из работы датчик 2 на время функционирования вибратора. Несмотря на то, что с выхода компаратора 11 уйдет единичный потенциал, блок 27 памяти сохранит выходной сигнал до окончания процесса ликвидации кострения (сводообразования) материала, а следовательно, датчик 2 будет по-прежнему выведен из работы. При этом затвор будет также удержан в открытом положении, так как на вход элемента ИЛИ 17 придет единичный сигнал с выхода элемента НЕ 12.

После устранения кострения материала в бункере на выходе компаратора 11 снова появится нулевой сигнал, а на выходе элемента НЕ 12 - единичный. Дальнейшая разгрузка материала

при нулевом выходном сигнале нуль- органа 8 происходит при функционировании цепочек блоков 17-21, 22, 23 (затвор открыт). При сравнении входных значений нуль-органа 8 (материала в бункере нет) на его выходе появляется единичный сигнал, на выходе элемента НЕ 18 соответственно нулевой, что запрещает прохождение сигналов по цепочке блоков 17-21, открывающей затвор, размыкание контакта которого приводит к появлению на выходе элемента И 23 нулевого сигна-ла, отключающего силоизмерительный датчик 2. Одновременно единичный сигнал нуль-орган 8 поступает на один из входов элемента И 24, на другом входе которого также присутствует

сигнал от коммутатора 22. Выходной единичный сигнал элемента И 24 позволит заданию на пефемещение (закрытие) затвора пройти через элементы 25 и 26 к приводу (по третьему выхоДУ блока 6) затвора. При этом затвор закрывается, и весовой бункер вновь заполняется материалом.

Таким образом, представленная совокупность блоков и связей между ними предлагаемой системы позволит координировать работу по разгрузке материала составных конструктивных механизмов разгружающего устройства 3, функциональных элементов диагностического блока 5 и блока 6 управления разгружающим устройством 3 по выявлению и устранению зависания (кострения) материала и контролю процесса его разгрузки из бункера.

Величина допустимого минимального расхода, при котором может наступить кострение, задается в пределах 50 - 300 и определяется тем, что на современных доменных печах конвейерные системы, подающие шихту, имеют производительность 2000 , причем одна порция формируется двумя каналами,, каждый из которых имеет производительность 1000 .

При попадании постороннего предмета или крупного куска материала в выпускное отверстие бункера произойдет кострение, и если оно уменьшит расход более чем в 2-3 раза, то в требуемое время система.не обеспечит подачу количества материала, необходимого для производства проектных величин чугуна в сутки.

Задание рас-хода ниже 50 м-З/ч мо- жет привести к тому, что порции на конвейере будут очень растянуты. Это негативно скажется на работе загрузочного устройства так как оно долго будет находиться с одним газо- зонирующим элементом (нижним газсот- секающим клапаном). Кроме того, система индикации наличия материала на конвейере (радиоактивные датчики) при таком тонком слое материала на конвейере будет работать на пределе своей чувствительности.

Система аналогичным образом работает при загрузке весового бункера предотвращая кострение материала в расходном бункере. Этот канал весового порционного дозирования предполагается использовать в системе шихтоподачи доменной печи объемом 5500 м с увеличенным до 80 м объемом весовых воронок.

Формула изобретения

1. Система весового порционного дозирования, содержащая весовой бункер с силоизмерительным датчиком, разгружающее устройство с блоком его управления и блок управления дозированием с задатчиком нулевой массы дозы, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени дозирования и повышения точности управления разгрузкой весового бункера, она снабжена диагностическим блоком и нуль-органом, входящим в состав блока управления дoзиpoвaниeмj причем первый и второй входы нуль-органа соединены с выходами соответственно задатчика нулевой массы и силоиз- мерительного датчика, второй вход нуль-органа является входом блока управления дозированием, выход сило-измерительного датчика соединен также с первым входом диагностического блока, вход силоизмерительного датчика соединен с первым выходом блока управления разгружающим устройством, выход нуль-органа является выходом блока управления дозированием и соединен с вторым входом диагностического блока и первым входом блока управления разгружающим устройством, второй, третий, четверый и пятый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами диагностического блока и выходом

5

0

разгружающего устройства, а второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами разгружающего устройства.

2.Система поп.1, отличающаяся тем, что диагностический блок содержит блок дифференцирования, задатчик расхода материала, компаратор , три элемента НЕ и два элемента И, причем первый и второй входы компаратора соединены с выходами соответственно блока дифференцирования и задатчика расхода материала, вход блока дифференциро вания является первым входом диагностического блока, выход компаратора через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, вход второго элемента НЕ является вторым входом диагностического блока, выход первого элемента И че- 5 рез третий элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И соединен с выходом второго элемента НЕ, выходы первого элемента НЕ, второго элемента И и третьего элемента НЕ являются соответственно первым, вторым и третьими выходами диагностического блока.

3.Система поп.1, отличающаяся тем, что блок управления разгружающим устройством содержит элемент ИЛИ, четвертый и пять1й элементы НЕ, третий, четвертый и пятый элементы И, два ключа, задатчик положения затвора, коммутатор, инвертор, блок памяти и реле времени, причем вход четвертого элемента НЕ и первый вход пятого элемента И являются первьш входом блока управления

5 разгрз ающим устройством, первый и второй входы элемента ИЛИ являются соответственно вторым и третьим входами блока управления разгружающим устройством, выходы элемента ИЛИ, четвертого элемента НЕ и коммутатора соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами третьего элемента И, выход задатчика положения затвора и выход третьего элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого ключа, выход, коммутатора и выход пятого элемента НЕ соединены соответственно с первым, и вторым входами четвертого элемента

0

5

0

0

5

9 1357436 10

И, выходы четвертого элемента И ипамяти является четвертым входом блопервого ключа являются соответствен-ка управления .разгружающим устройст

но первым и вторым выходами блокавом, выход блока памяти через реле

управления разгружающим устройством,времени соединен с входом пятого злевыход коммутатора соединен с вторыммента НЕ, выход которого соединен с

входом пятого элемента И, выход за-вторым входом блока памяти, третий

датчика положения затвора и выходвход четвертого элемента И является

пятого элемента И соединены соответ-пятым входом данного блока управлественно с первым и вторым входамиio ния, а выход инвертора и выход реле вревторого ключа, выход которого соеди-мени являются соответственно третьим

нен с инвертором, первый вход блокаи четвертым выходами блока управления.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано в системах автоматического контроля порционного дозирования. Цель изобретения - уменьшение времени дозирования и повьшение точности управления разгрузкой материала. В системе предусмотрены измерение веса материала датчиком 2 в расходном бункере 1, а также контроль за ходом выгрузки материала из бункера 1 диагностическим блоком 5. Кост- рение или сводообразование материала приводит к срабатыванию компаратора 11, а следовательно, и элемента НЕ 15, приводя к включению вибратора, открытию затвора для создания воздействий. на свод по цепочкам блоков 17-21, 22-23, 27-29. Цосле ликвидации Сводо- образования процесс выгрузки матери ала стабилизируется. По окончании выгрузки срабатывает нуль-орган 8 блока 4 управления дозированием и затвор загружающего устройства 3 закрывается. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. (Л с со ел j 4:5 со О)